波士顿大学研究人员、工程学院教授张鑫和博士 Reza Ghaffarivardavagh机械工程系的学生在《物理评论 B》上发表了一篇论文，证明可以使用开放式环形结构来消除噪音，该结构按照数学上完美的规格创建，可以在保持气流的同时消除声音。
他们计算了超材料所需的尺寸和规格，以干扰传输的声波，防止声音（但不是空气）通过开放结构辐射。他们说，基本前提是超材料的形状需要能够将传入的声音发送回它们的来源处。
作为一个测试案例，他们决定创建一种可以消除扬声器声音的结构。根据他们的计算，他们模拟了最有效地消除噪音的物理尺寸。为了使这些模型栩栩如生，他们使用 3D 打印来实现由塑料制成的开放式降噪结构。
研究人员在实验室进行了尝试，将扬声器密封在 PVC 管的一端。在另一端，定制的声学超材料被固定在开口中。随着播放按钮的按下，实验性扬声器装置在实验室中悄然启动。站在房间里，仅凭听觉，你永远不会知道扬声器正在发出令人恼火的高音调。然而，如果您向 PVC 管内窥视，就会看到扬声器的低音炮在嗡嗡作响。
这种超材料环绕着管口的内周，就像一个静音按钮一样工作，直到加法里瓦达瓦伸手将其拉开。实验室里突然响起了喇叭里刺耳的音乐声。
现在他们的原型已被证明非常有效，研究人员对他们的消声超材料如何使现实世界变得更安静有了一些重要的想法。
离家或办公室较近的风扇和暖通空调系统可以受益于声学超材料，使它们保持安静，但仍然可以使热空气或冷空气在整个建筑物内不受阻碍地循环。
Ghaffarivardavagh 和Zhang 还指出，目前用于减少交通噪音污染的隔音屏障并不美观，并看到了审美升级的空间。 他们说：“我们的结构超轻、开放且美观。每一块都可以用作瓷砖或砖块，按比例放大并建造一面消音、透水的墙，”。
Ghaffarivardavagh 说，根据他们的方法，消声超材料的形状也是完全可定制的。外部部分不需要是圆环形状才能发挥作用。
“我们可以将外部形状设计为立方体或六边形，任何东西，”他说。 “当我们想要建造一堵墙时，我们会采用六边形形状”，它可以像露天蜂窝结构一样组合在一起。
这样的墙壁可以帮助抑制多种类型的噪音。张说，即使是来自核磁共振仪强烈振动的那些。
波士顿大学医学院放射学教授、该研究的合著者斯蒂芬·安德森表示，声学超材料可能会被缩放“以适应核磁共振机器的中心孔”，从而在成像过程中保护患者免受声音的影响。
Zhang说，可能性是无限的，因为噪音缓解方法可以定制以适应几乎任何环境：“我们的想法是，我们现在可以用数学方法设计一个可以阻挡任何声音的物体”。
资料来源:
https://phys.org/news/2019-03-acoustic-metamaterial-cancels.html
